2019 A/L Physics Past Paper · Question 17 (Tamil Medium)

Answer: (1) $\dfrac{2q}{4\pi\varepsilon_0 a^2}$ →

வினா என்ன கேட்கிறது

கண்டுபிடிக்க வேண்டியது:

$A$ இல் உள்ள மின் புலத்தின் பருமனும் திசையும்.

எட்டுப் புள்ளி ஏற்றங்கள் சதுர வலையில் $A$ ஐச் சுற்றி உள்ளன.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

$Q$ என்ற புள்ளி ஏற்றத்திலிருந்து $r$ தூரத்தில் உள்ள புலம்:

$$E = \dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0 r^2}$$

நேர் ஏற்றத்திலிருந்து அது விலகிச் செல்கிறது. மறை ஏற்றத்தை நோக்கிச் செல்கிறது.

பல ஏற்றங்கள் இருந்தால் புலங்கள் காவிகளாகக் கூடுகின்றன.

மேலும் அச்செறிவானது ஒரு காவிக்கணியமாவதோடு அந்நேர் ஏற்றத்தின் மீது தொழிற்படும் விசையானது திசையினால் செறிவின் திசை காட்டப்படும்.

வினாவுடன் தொடர்புபடுத்தல்

$A$ இலிருந்து பார்க்கும்போது மூலங்கள்:

மேலே $+3q$, $a$ தூரத்தில்.

கீழே $+3q$, $a$ தூரத்தில்.

இடப்பக்கம் $+q$, $a$ தூரத்தில்.

வலப்பக்கம் $-q$, $a$ தூரத்தில்.

மூலைகளில் நான்கு $+q$, ஒவ்வொன்றும் $\sqrt{2}\,a$ தூரத்தில்.

குறிகள்:

$+x$ வலப்பக்கம், $+y$ மேல்நோக்கி.

நேர் ஏற்றம் புலத்தைத் தன்னிடமிருந்து தள்ளுகிறது. மறை ஏற்றம் தன்னை நோக்கி இழுக்கிறது.

காரணம் / கணக்கீடு

மேலேயும் கீழேயும் $+3q$

$E_y = 0$

ஒவ்வொன்றும் $\dfrac{3q}{4\pi\varepsilon_0 a^2}$ தருகிறது.

மேலே உள்ளதன் புலம் கீழ்நோக்கிச் செல்கிறது. கீழே உள்ளதன் புலம் மேல்நோக்கிச் செல்கிறது.

அவை சமம், எதிர். அவை நீங்கிவிடுகின்றன.

நான்கு மூலை $+q$

$\vec E_{மூலை} = 0$

ஒவ்வொன்றும் $\dfrac{q}{4\pi\varepsilon_0 (\sqrt{2}a)^2} = \dfrac{q}{8\pi\varepsilon_0 a^2}$ தருகிறது.

எதிர் மூலைகள் $A$ இன் எதிர்ப்பக்கங்களில் சம தூரத்தில் உள்ளன.

அவை சோடி சோடியாக நீங்குகின்றன.

இடப்பக்க $+q$

$E = \frac{q}{4\pi\varepsilon_0 a^2}\ \rightarrow$

அதன் புலம் $+q$ இலிருந்து விலகி வலப்பக்கம் செல்கிறது.

அதன் பருமன் $\dfrac{q}{4\pi\varepsilon_0 a^2}$.

வலப்பக்க $-q$

அதன் புலம் $-q$ ஐ நோக்கிச் செல்கிறது. அதுவும் வலப்பக்கம்.

காவிகளாகக் கூட்டுவோம்.

நிலைக்குத்துப் பகுதிகள் நீங்குகின்றன.

மூலைகள் பூச்சியம் தருகின்றன.

இரு கிடைப் பகுதிகளும் ஒரே திசையில், வலப்பக்கம்.

$E = \frac{q}{4\pi\varepsilon_0 a^2} + \frac{q}{4\pi\varepsilon_0 a^2} = \frac{2q}{4\pi\varepsilon_0 a^2}$

தெரிவுகளை ஆராய்தல்

பருமன் $\dfrac{2q}{4\pi\varepsilon_0 a^2}$, திசை வலப்பக்கம்.

அது தெரிவு (1).

தெரிவு (3) க்கும் அதே பருமன். ஆனால் திசை எதிர்.

ஏனைய தெரிவுகள் ஏன் தவறு

இந்தத் தெரிவில் நிலைக்குத்துப் புலம் உள்ளது. அது இல்லை.

திசை தலைகீழாக உள்ளது.

இந்தத் தெரிவு $+3q$ ஏற்றங்களை நீக்கவில்லை.

சரிபார்ப்பு

சமச்சீர் மூலம் ஒரு சரிபார்ப்பு.

$-q$ ஆனது $+q$ ஆக இருந்தால் படம் முழுச் சமச்சீர். அப்போது $A$ இல் புலம் பூச்சியம்.

எமது கூட்டல் அப்போது $q - q = 0$ தரும். ஆகவே சமச்சீரை உடைப்பது $-q$ மட்டுமே.

முடிவு

$E = \frac{2q}{4\pi\varepsilon_0 a^2}\ \rightarrow$

சமச்சீரான சோடிகள் நீங்குகின்றன.

இடப்பக்க $+q$ உம் வலப்பக்க $-q$ உம் வலப்பக்கமே புலம் தருகின்றன.

ஆகவே புலம் $\dfrac{2q}{4\pi\varepsilon_0 a^2}$, வலப்பக்கம்.

விடை தெரிவு (1).

பல ஏற்றங்களின் புலம் கேட்கப்பட்டால், முதலில் நீங்கும் சோடிகளைக் காண்க.

பின்னர் எஞ்சியதை மட்டும் கணிக்க.

பரீட்சைக் குறிப்பு